Знаймо

Додати знання

приховати рекламу



Цей текст може містити помилки.

Закон діючих мас



Закон діючих мас встановлює співвідношення між масами реагуючих речовин в хімічних реакціях при рівновазі, а також залежність швидкості хімічної реакції від концентрації вихідних речовин.

Закон діючих мас в хімічній кінетиці

Закон діючих мас в кінетичної формі (основне рівняння кінетики) говорить, що швидкість елементарної хімічної реакції пропорційна добутку концентрацій реагентів у ступенях, рівних стехіометричним коефіцієнтам в рівнянні реакції [1]. Це положення сформульоване в 1867 році норвезькими вченими К. Гульдберг і П. Вааге. Для елементарної хімічної реакції:

~ \ Nu_1 \ mathrm {A} _1 + \ nu_2 \ mathrm {A} _2 + \ nu_3 \ mathrm {A} _3 \ rightarrow \ mathrm {B}

закон діючих мас може бути записаний у вигляді кінетичного рівняння виду:

~ V = kC_ {A_1} ^ {\ nu_1} C_ {A_2} ^ {\ nu_2} C_ {A_3} ^ {\ nu_3}

де ~ V - швидкість хімічної реакції, ~ K - константа швидкості реакції.

Для складних реакцій в загальному вигляді це співвідношення не виконується. Тим не менш, багато складних реакції умовно можна розглядати як ряд послідовних елементарних стадій з нестійкими проміжними продуктами, формально еквівалентний переходу з початкового стану в кінцеве в "один крок". Такі реакції називають формально простими [2]. Для формально простих реакцій кінетичне рівняння може бути отримано у вигляді:

~ V = kC_ {A_1} ^ {n_1} C_ {A_2} ^ {n_2} C_ {A_3} ^ {n_3}

(Для трьох вихідних речовин, аналогічно наведеному вище рівняння). Тут ~ N_1 , ~ N_2 , ~ N_3 - Порядок реакції по речовинах ~ A_1 , ~ A_2 , ~ A_3 відповідно, а сума ~ N = n_1 + n_2 + n_3 - Загальний (або сумарний) порядок реакції. ~ N_1 , ~ N_2 , ~ N_3 можуть бути не рівні стехіометричним коефіцієнтам і не обов'язково цілочисельні. ~ N при певних умовах може дорівнювати і нулю.


Закон діючих мас в хімічній термодинаміці

В хімічної термодинаміки закон діючих мас пов'язує між собою рівноважні активності вихідних речовин і продуктів реакції, згідно із співвідношенням:

K_a = \ prod_ {i = 1} ^ n a_i ^ {{\ nu} _i}

де

a i - активність речовин. Замість активності можуть бути використані концентрація (для реакції в ідеальному розчині), парціальні тиску (реакція в суміші ідеальних газів), фугітівность (реакція в суміші реальних газів);
ν i - стехіометричний коефіцієнт (для вихідних речовин приймається негативним, для продуктів - позитивним);
K a - Константа хімічної рівноваги. Індекс "a" тут означає використання величини активності у формулі.

На практиці в розрахунках, які потребують особливої ​​точності, значення активності зазвичай замінюються на відповідні значення концентрацій (для реакцій в розчинах) або парціальних тисків (для реакцій між газами). Константу рівноваги при цьому позначають K c або K p відповідно. Вперше закон діючих мас був виведений з кінетичних уявлень Гульдберг і Вааге, а термодинамічний вивід його дан Вант-Гоффом в 1885 році [3].

Приклад: для стандартної реакції

\ Mathrm {a \, A + b \, B \ \ rightleftharpoons \ c \, C + d \, D}

константа хімічної рівноваги визначається за формулою

K_c = {c ^ \ mathrm {c} (\ mathrm {C}) \ cdot c ^ \ mathrm {d} (\ mathrm {D}) \ over c ^ \ mathrm {a} (\ mathrm {A}) \ cdot c ^ \ mathrm {b} (\ mathrm {B})}

Література

  1. Краснов К. С., Воробйов Н. К., Годнев І. М. та інших Фізична хімія. У 2 кн. Кн. 2. Електрохімія. Хімічна кінетика і каталіз: Учеб. для вузів. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища. шк., 1995. - 319 с. - ISBN 5-06-002914-X
  2. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Фізична хімія: Учеб. для хім.-технол. спец. вузів / За ред. А. Г. Стромберга. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища. шк., 1988. - 496 с.
  3. Краснов К. С., Воробйов Н. К., Годнев І. М. та інших Фізична хімія. У 2 кн. Кн. 1. Будова речовини. Термодинаміка: Учеб. для вузів. - 2-е изд., Перераб. і доп. - М.: Вища. шк., 1995. - 512 с. - ISBN 5-06-002913-1

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Список діючих конституцій
Список діючих глав держав і урядів
Список країн за чисельністю діючих військ
Спектр мас
Центр мас
Мас-спектрометрія
Центр мас
Квадрупольний мас-аналізатор
Система центру мас
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru